교신저자: 황지혜, 서울시 강남구 일원동 50, 135-710, 삼성서울병원 재활의학과 Tel: 02-3410-2816, Fax: 02-3410-2820, E-mail: [email protected]
당뇨병성 말초 신경병증 환자의 자세 균형 조절 능력
장현정, 황지혜, 노경선1, 박대성2
성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 재활의학교실, 1한국산업안전공단 반월시화지역 산업보건센터,
2국립재활원 재활연구소
Characteristics of the Postural Stability in Diabetic Polyneuropathy
Hyun Jung Chang, M.D., Ji Hye Hwang, M.D., Ph.D., Kyung-Sun Roh, M.Sc., P.T.
1, Dae Sung Park, M.Sc., P.T.
2Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University, School of Medicine, Seoul,
1Banwol-Sihwa Regional Center for Occupational Health, Korea Occupational Safety and
Health Agency, Siheung,
2Institude of Rehabilitation Research, National Rehabilitation Center, Seoul, Korea
Background: The purpose of this study was to compare the postural stability between diabetic poly- neuropathic patients and normal age-matched subjects.
Methods: Twenty-nine with diabetic polyneuropathy and 14 healthy age-matched subjects participated in this study. Static and dynamic balance was evaluated using an objective balance test involving computer-controlled dual force platforms enclosed by a visual surround.
Results: For sensory organization test diabetic polyneuropathic patients revealed significant postural instability compared to controls. For motor control test, latency was significantly longer in the diabetic polyneuropathic group than in the healthy group.
Conclusion: This study indicated significant balance loss associated with diabetic polyneuropathy putting the individual at increased risk for falling and gait abnormalities.
Key Words: Diabetic polyneuropathy, Postural stability, Balance test
서 론
당뇨병은 인슐린의 생산, 분비 혹은 작용 이상으로 발생하며 탄수화물의 신진대사 장애로 인해 혈당 수치
가 증가하고, 소변으로 포도당이 배설되는 질환으로 대부분의 나라에서 사망 원인의 다섯 번째 이내를 차지
하는 중요한 질환이다.
1)우리나라의 당뇨병 유병률은 1970년대의 약 2%라고 보고되었으나 이후 급격히
증가되면서 1995년대 중반부터는 10%에 육박하는 결과를 보이고 있다.
2,3)2001년 건강보험통계연보에 의하
면 당뇨병 유병률이 남자 2.27%, 여자 2.32%라고 하였으나
4), 이는 당시 병의원에서 당뇨병을 관리 받고
있는 환자들을 대상으로 산출된 것으로, 당뇨병으로 진단 받고도 관리를 받지 못한 군들을 포함할 경우 남자들의 유병률은 12.27%, 여자 11.49%로 추정되고 있다. 당뇨병에는 뇌졸중, 심근경색, 말초 혈관 질환, 시각손상, 신경병증 그리고 우울증 같은 여러 합병증이 동반된다.
5)이 중 당뇨병성 말초 신경병증은 가장 일반적인 당뇨병성 신경병증의 형태로서 통증 감각 이상과 함께 궤양 발생이 가장 문제이나, 보행 이상과 균형의 감소와도 관련된다.
6-8)당뇨로 진단 받은 사람들의 25%가 10년 후에 다발성 신경장애로 발전하며, 20년 후에 50%, 30년 후에 70%로 증가한다.
9)당뇨병성 신경병증은 사지의 미세혈관으로의 산소 관류가 불충분함으로 인해 발생하는 것으로 신경 내막의 저산소증에 의해 야기된다. 신경병증은 진행성이며 운동 섬유보다 감각섬유에 먼저 영향을 미치는데, 통증과 온도감각을 전달하는 작은 섬유 뿐만 아니라 진동과 관절 자세를 전달하는 큰 섬유에도 영향을 미치며 감각 신경 전도가 느려지는 것과 관계가 있다.
10)자세조절은 전정감각, 시각, 고유수용감각의 감각투입(sensory input)과 운동산출(motor output)간의 상호작 용의 결과이다.
11)이 중 고유수용감각은 사람이 딱딱한 바닥에 서 있을 때, 선 자세 조절에 적어도 60~75%
를 기여하는 감각으로서 자세 안정성의 조절에서 가장 중요한 감각 정보로 인식된다.
12-14)자세 안정성 조절 시 하지로부터 오는 고유수용감각의 중요성은 말초신경병증 환자에서 고유수용감각 정보가 혼란 되었을 때 선 자세에서의 자세 동요가 증가되는 것으로 설명될 수 있다.
15,16)고유수용감각에 영향을 미치는 말초신 경병증은 만성 당뇨 환자에서 흔히 발생하는 합병증이고
8), 균형 능력의 감소 때문에, 당뇨병성 말초 신경병 증이 있는 사람은 낙상의 위험이 35배까지 증가되는 것으로 보고되고 있다.
17-19)딱딱한 바닥 위에 선 자세를 평가하였을 때, 같은 연령의 대조군 또는 말초 신경병증이 없는 당뇨 환자군보다 말초 신경병증이 있는 당뇨 환자에서 자세 동요의 속도, 범위, 분포가 더 컸다.
8,16,20)또한 Cavanagh 등
21)은 당뇨병성 감각 신경병증 이 정상적인 기립자세에서도 현저한 불안정성을 유발한다고 보고하였다. 이와 같이 만성 당뇨 환자의 합병 증으로 말초 신경병증에 따른 위험 요소가 크고, 이로 인한 자세 균형 조절 능력 저하가 임상적으로 매우 중요함에도 불구하고 이에 대한 연구가 우리나라에는 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구는 당뇨병성 말초 신경병증 환자와 정상 노인군 간의 자세 조절 능력의 특성을 비교 분석하여 당뇨병성 말초 신경병증 환자의 관리에 임상적인 기초 자료를 제시하고자 하였다.
방 법
1. 연구대상
본 연구는 임상검사 및 근전도 검사 상 50세 이상 된 당뇨병성 말초 신경병증으로 진단된 제 2형 당뇨 환자 29명과 근골격계 및 신경계 질환이 없는 50세 이상의 건강한 노인 14명을 대상으로 하였다. 균형에 영향을 줄 수 있는 질환이나 약물 사용, 근골격계 손상과 통증, 발의 궤양 및 교정되지 않는 시력 감소와 전정감각에 이상이 있는 환자는 제외하였다. 또한 당뇨병과 관련되지 않은 다른 자세 불안정성이 있는 사람 은 연구 대상에서 제외하였다. 실험을 실시하기 전에 연구 목적과 방법에 대하여 설명하였고, 대상자들은 본 실험에 동의하고 동의서에 서명하였다. 당뇨 환자군의 평균 유병기간은 151.8개월이었으며 당뇨 환자군 과 정상 노인이군 간에 평균 연령, 신장, 체중에 유의한 차이는 없었다(Table 1).
2. 실험기기 및 도구
자세 조절 능력은 EquiTest System
Ⓡ, Version 5.08 (NeuroCom
ⓇInternational Inc. Clackamas, Oregon)를 이용하여
평가하였다. 이 검사 장비는 시각 자극을 주기 위한 삼면으로 이루어진 배경 벽(visual surround), 검사 중
Table 1. Subjects characteristics
Normal (n=14) DM neuropathy (n=29)
Age (year) 58.9±2.7 58.3±8.2
Height (cm) 159.4±4.9 160.8±7.0
Weight (kg) 59.6±6.1 61.4±9.2
Mean±Standard deviation. DM: diabetes mellitus.
넘어질 때 부상을 방지하기 위한 고정틀, 전후상하로 움직일 수 있는 발판(dual force plate), 전단응력(shearing force)과 움직임을 축정하는 변환기, 그리고 이 자료를 분석하는 컴퓨터로 이루어져 있다.
모든 대상자들은 윗쪽에 고정된 안전벨트(safety harness)를 착용하고 맨발로 플라스틱 발판 위에 서 있도록 하였고 검사자는 대상자가 넘어질 때 도울 수 있도록 대상자 뒤에 위치하였다. 각 평가 시에 발판과 주위 배경 벽은 고정되거나 대상자의 중력중심점의 전후 흔들림에 따라 컴퓨터로 조절되어 움직였다.
3. 실험방법
검사는 크게 감각체제검사(sensory organization test)와 운동조절검사(motor control test)로 나누어 시행하였고 평형점수(equilibrium score), 잠복기(latency)를 측정하였다. 감각체제검사는 시각, 전정감각 또는 고유수용감각 의 자극 정도를 달리하여 조정된 6개의 조건으로 구성되었으며 각 조건을 1회 20초씩 각각 3회, 몸의 중심이 움직이는 각을 측정하여 평형점수를 구하였다. 6가지 조건은 다음과 같다. 평가1∼3은 정적 균형을 평가하 는 것으로 평가1은 발판과 주위 배경 벽이 고정된 상태에서 눈을 뜨고 서 있는 것이고 평가2는 발판과 주위 배경 벽이 고정된 상태에서 눈을 감고 서 있는 것이며 평가3은 발판이 고정된 상태에서 눈을 뜨고 서 있게 하고 전후 중력중심점 동요에 따라 주위 배경 벽을 움직이는 것이다. 이 검사는 대상자와 주위 배경 벽사이의 거리를 일정하게 유지하기 위해 주위 배경 벽을 앞뒤로 움직이는 것으로서 균형조절을 위한 고유수용감각과 전정감각계에 중점을 두었다. 평가4∼6은 동적 균형을 평가하는 것으로 평가4는 주위 배경 벽이 고정된 상태에서 눈을 뜨고 서 있게 하고, 전후 중력중심점 이동에 따라 발판이 상하로 비스듬히 기울 어지는 것이며 이 평가에서는 균형을 유지하기 위해 전정감각과 시각 정보를 이용하게 된다. 평가5는 눈을 감고 서 있는 상태에서 발판이 상하로 비스듬히 기울어지는 것이고, 평가6은 눈을 뜨고 서 있는 상태에서 전후 중력중심점 이동에 따라 주위 배경 벽이 움직이고, 발판이 상하로 비스듬히 기울어지는 것이다. 감각 체제검사에서 서 있는 상태에서의 중력중심점이 흔들리는 각은 최대 각이 12.5도(앞으로 6.25, 뒤로 6.25)로 이 최대 각을 넘으면 넘어지게 된다. 그 각이 0도이면 가장 안정된 상태로서 100점, 12.5도면 넘어지기 직전 의 상태로서 0점을 부여하였다. 운동조절검사의 잠복기는 발판의 움직이는 방향과 속도를 변화시킨 6개의 다른 조건을 시행하여, 발판이 움직인 후 발의 근육이 수축하는데 까지 걸리는 시간을 측정하였다. 6개의 다른 조건은 다음과 같다. (1) 5 cm/sec 속도로 300 msec동안 발판이 뒤로 움직인다. (2) 10 cm/sec 속도로 300 msec동안 발판이 뒤로 움직인다. (3) 15 cm/sec 속도로 400 msec 동안 발판이 뒤로 움직인다. (4) 5 cm/sec 속도로 300 msec 동안 발판이 앞으로 움직인다. (5) 10 cm/sec 속도로 300 msec 동안 발판이 앞으로 움직인다.
(6) 15 cm/sec 속도로 400 msec 동안 발판이 앞으로 움직인다. 잠복기를 측정하는 데 5 cm/sec속도로 300 msec
동안 발판의 이동 시 나타나는 잠복기는 일반적으로 신뢰도의 문제 때문에 기록을 안하고 10 cm/sec 속도로
300 msec동안 그리고 15 cm/sec 속도로 400 msec동안 발판의 움직임 시 기록되는 잠복기를 측정값으로 산출
하였다. 각각의 검사의 결과는 컴퓨터를 통하여 자동적으로 점수화 된 자료를 이용하여 결과를 얻었다.
Table 2. Sensory organization test (SOT)
Normal DM neuropathy t P
SOT 1 93.4±1.5 91.0±2.1 3.735 .001*
SOT 2 92.2±2.3 87.6±4.3 4.549 .000*
SOT 3 92.2±2.4 88.5±4.5 2.877 .006*
SOT 4 79.9±5.0 70.8±9.6 4.080 .000*
SOT 5 67.2±7.6 58.1±10.7 2.848 .007*
SOT 6 66.5±6.8 58.8±12.5 2.614 .013*
SOT composite 78.8±2.9 71.9±6.9 4.595 .000*
*P＜.05 Normal vs. DM neuropathy. DM: diabetes mellitus.
4. 분석 방법
정상 노인군과 당뇨 환자군 사이의 감각체제검사와 운동조절검사에서 얻은 측정값의 차이를 알아보기 위해 독립 t-검정을 실시하였다. 이 연구에서 통계학적 유의성을 검정하기 위해 유의수준 α=.05로 하였다.
자료의 통계처리는 상용 통계 프로그램인 윈도용 SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) 13.0을 이용하 였다.
결 과
1. 감각체제검사
감각체제검사의 조건 1부터 6까지의 평균평형점수는 세 번 측정한 값의 평균값으로 나타내었다. 중력중 심점이 전혀 움직이지 않았을 때를 100점으로 봤을 때, 모든 조건에서 당뇨 환자군이 대조군에 비하여 유의 하게 낮은 점수를 보였다(P＜.05)(Table 2).
2. 운동조절검사
발판이 움직인 후 발의 근육이 수축하는데 까지 걸리는 시간을 나타내는 운동조절검사의 잠복기는 중추 신경계가 정상인 대상자들을 평가하였기 때문에, 좌우의 평균값을 사용하였다. 잠복기는 중등도 후방이동, 큰 후방이동, 큰 전방이동 시 당뇨 환자군이 대조군보다 통계적으로 유의하게 느린 반응을 보였다(P＜.05) (Figure 1, Table 3).
고 찰
당뇨병성 말초 신경병증의 주요한 신경생리학적 특징은 유수신경(myelinated nerves)의 신경전도속도와 운 동반응크기의 감소이다.
22-24)당뇨병성 말초 신경병증 환자에서 신경전도속도와 운동반응크기의 감소는 신 경 섬유 집단의 감소와 탈수초화와 일치하고, 그것은 말초 신경병증에서 일반적으로 보여지는 현상이다.
이러한 말초신경을 통해 하지로부터 들어오는 고유수용성 정보가 자세조절을 확고히 하고 조절하기 위한
Table 3. Motor output
Normal DM neuropathy t P
Medium backward 139.6±11.3 150.7±13.7 −2.615 .012*
Large backward 130.4±10.5 145.7±11.3 −4.262 .000*
Medium forward 150.7±13.7 153.8±13.1 −.713 .480
Large forward 139.3±12.4 148.4±13.1 −2.178 .035*
*P＜.05 Normal vs. DM neuropathy.
Figure 1. Motor output. MB: medium backward, LB: large backward, MF: medium forward, LF: large forward. *P＜.05 Normal vs. DM neuropathy.
주요한 투입 근원의 하나(시각과 전정감각을 제외 하고)라는 것은 잘 정립된 사실이다. 당뇨병성 신경 병증은 이러한 감각 양식 내에서의 상당한 제한과 직접적으로 연관되어 자세 조절의 동요가 자주 발 생하고, 임상적으로 당뇨병 환자에서 잘 나타나는 증상으로서 “감각실조(sensory ataxia)”라고 불려진 다.
25)심한 당뇨병성 신경병증은 또한 보행 패턴에 도 중요한 영향을 미치는 것으로 생각된다. 그리고 이러한 이상은 낙상의 위험성을 증가시킨다.
21)Mueller 등
26,27)은 당뇨병성 신경병증 환자에서 발목 족저굴곡의 강도가 감소하였고, 보행 시 다리가 족 저굴곡근들의 사용으로 앞으로 밀어지는 것(족관 절 전략)보다 고관절 굴곡근들을 사용하여 다리가 앞으로 당겨지는 것(고관절 전략)이 나타났다고 보 고하였다. 본 연구는 당뇨병성 말초 신경병증 환자
군과 정상 노인군 간에 자세 균형 조절 능력에 차이가 있는지 알아보기 위하여 실시하였다. 연구 결과 당뇨
병성 말초 신경병증 환자에서 감각체제검사 상 정적 균형 능력과 동적 균형 능력 모두에서 유의하게 낮은
점수가 나왔다. 이러한 결과는 Simmons 등
28)의 연구에서 발에 피부감각장애가 있는 당뇨 환자들이 피부감각
장애가 없는 당뇨 환자들과 정상인들보다 균형점수가 낮게 나왔다고 보고한 것과 같은 결과이다. 족관절-고
관절 전략 점수(ankle-hip strategy score)가 평가 1∼4에서는 유의한 차이가 나지 않았지만 평가 5∼6에서는
정상 노인군과 비교하여 발에 피부감각장애가 있는 당뇨환자군에서 유의하게 낮은 점수가 나왔다고 보고
하였고, 이 결과를 바탕으로 발의 감각장애가 가만히 서 있는 자세뿐만 아니라 걷는 자세의 안정성도 위태
롭게 만들 것이라고 보고하였다. 본 연구에서 발판이 움직일 때 나타나는 근수축의 잠복기를 측정한 운동조
절검사 상 중등도 후방이동, 큰 후방이동, 큰 전방이동에서 당뇨환자 군이 유의하게 느리게 반응한 것으로
나타났다. 이것은 자극에 대한 반응 속도가 느리다는 것을 의미하는 것으로서 당뇨와 말초 신경병증이 있는
환자는 보행 시에 상해 발생률이 높다고 보고한 Cavanagh 등
21)과 Mueller 등
29)의 연구결과와 일치하는 것이
다. 그러나 중등도 전방이동에서 유의한 차이가 나지 않았던 것은 후방이동에서는 발목 족배 굴곡근이 우선
적으로 사용되는 반면에, 전방이동에서는 발목 족저굴곡근이 사용됨으로 인해 작은 자극에서는 발목 족저
굴곡근이 빠르고 강하게 반응할 수 있었기 때문일 것이다. Cavanagh 등
21)은 보행이나 기립하는 동안 말초
신경병증이 없는 당뇨환자와 정상 대조군과 비교하여 말초 신경병증이 있는 당뇨환자의 손상위험이 15배
라고 하였다. Risnick 등
30)은 70대의 당뇨병성 말초 신경병증 환자, 말초 신경병증이 없는 당뇨 환자, 정상인 을 대상으로 일렬로 서기와 한쪽 다리로 서기, 걷기를 시행한 결과 당뇨병성 말초 신경병증 환자가 신경병 증 증상이 없는 당뇨 환자와 정상인보다 균형 유지시간이 더 짧고, 걷는 속도가 더 느리게 나타났다고 보고 하였다. 그러나 신경병증이 없는 당뇨 환자와 정상인 사이에는 차이가 나지 않았다. 이 결과를 통해 말초 신경병증이 나이 든 당뇨 환자의 장애에서 중요한 역할을 한다고 하였다. Uccioli 등
20)은 말초 신경병증이 있는 인슐린 의존성 당뇨 환자와 말초 신경병증이 없는 인슐린 의존성 당뇨 환자, 정상인을 대상으로 정적 인 자세평가를 시행하였을 때, 눈을 뜨는 것과 감는 것에 상관없이 말초 신경병증이 있는 당뇨 환자가 추적 면이 넓고, 추적 길이가 더 길다고 보고하였다. 또한 자세평가 검사 상 자세 조절에 결함이 있다고 나타난 당뇨 환자에서 자세 불안정성의 임상적인 징후나 증상이 나타나지 않는 것은 신경병증 환자에서 보여지는 자세 수행의 감소가 외상의 위험을 증가시킨다는 상호 관련성을 나타내는 것이라고 하였다.
본 연구는 당뇨병성 말초 신경병증 환자군과 정상 노인군 간에 자세 균형 조절 능력에 차이가 있는지 알아보기 위하여 실시하였다. 연구 결과, 당뇨병성 말초 신경병증 환자에서 정적 균형 능력과 동적 균형 능력 모두 유의하게 감소되어 있었다. 또한 당뇨병성 말초 신경병증 환자에서 운동 조절의 잠복기가 더 긴 것으로 나타났다. 본 연구 결과 당뇨병성 말초 신경병증 환자의 균형 조절 능력이 정상 노인군에 비해 현저하게 저하되어 있다는 것을 객관적으로 증명할 수 있었으며 이러한 균형 조절 능력의 감소는 낙상 및 보행 이상과 관련이 있으므로 세심한 관리가 필요하다. 추후 더 많은 수의 환자를 대상으로 한 평가가 필요할 것이며 또한 치료 전후 균형 조절 능력의 변화를 평가하는 연구가 필요할 것이다.
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